《高考備考指南 物理 》課件-實(shí)驗(yàn)一　探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

實(shí)驗(yàn)一探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)(本欄目對(duì)應(yīng)配套訓(xùn)練P7~8)知識(shí)鞏固練習(xí)1.某同學(xué)用圖中所示的裝置探究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，他采用電火花計(jì)時(shí)器進(jìn)行實(shí)驗(yàn).(1)電火花計(jì)時(shí)器需要接的電源是.A.8V以下直流電源B.220V交流電源C.8V以下交流電源D.220V直流電源(2)請(qǐng)?jiān)谙旅媪谐龅膶?shí)驗(yàn)器材中，選出本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材________(填編號(hào)).

①電火花計(jì)時(shí)器 ②天平③低壓交變電源 ④細(xì)繩和紙帶⑤砝碼、托盤和小車 ⑥刻度尺⑦停表⑧一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板(3)搭建好實(shí)驗(yàn)裝置后，先____________，再____________.紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中一段如圖所示，可知紙帶的______(填“左”或“右”)端與小車相連.

(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中打出的一條理想紙帶如圖所示，圖中O、A、B、C、D、E、F為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度a＝________m/s2.E點(diǎn)的瞬時(shí)速度為________m/s.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

【答案】(1)B(2)②③⑦(3)接通電源釋放小車左(4)2.001.10【解析】(3)要先接通電源，再釋放小車.小車剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的點(diǎn)比較密集，可知紙帶的左端與小車相連.(4)根據(jù)逐差法，加速度為a＝xCF－xOC9T2＝(11.99＋10.01＋7.98－6.02－2.(2022年北京卷)某同學(xué)利用自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)量重力加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50.0Hz的交流電源上.使重錘自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在隨重錘下落的紙帶上打下一系列點(diǎn)跡.挑出點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，依次標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、…、8，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有1個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn).分別測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離x1、x2、…、x7，并求出打點(diǎn)2、3、…、7時(shí)對(duì)應(yīng)的重錘下落速度.在坐標(biāo)紙上建立v－t坐標(biāo)系，根據(jù)重錘下落的速度作出v－t圖像并求重力加速度.(1)圖乙為紙帶的一部分，打點(diǎn)3時(shí)，重錘下落的速度v3＝________m/s(結(jié)果保留3位有效數(shù)字).

(2)除點(diǎn)3外，其余各點(diǎn)速度對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)已在圖丙坐標(biāo)系中標(biāo)出，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出速度v3對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并作出v－t圖像.(3)根據(jù)所作的v－t圖像，計(jì)算實(shí)驗(yàn)測(cè)得的重力加速度g＝______m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字).

(4)某同學(xué)居家學(xué)習(xí)期間，注意到一水龍頭距地面較高，而且發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)水龍頭閥門可實(shí)現(xiàn)水滴逐滴下落，并能控制相鄰水滴開始下落的時(shí)間間隔，還能聽(tīng)到水滴落地時(shí)發(fā)出的清脆聲音.他計(jì)劃利用手機(jī)的秒表計(jì)時(shí)功能和刻度尺測(cè)量重力加速度.為準(zhǔn)確測(cè)量，請(qǐng)寫出需要測(cè)量的物理量及對(duì)應(yīng)的測(cè)量方法是.【答案】(1)1.15(2)如圖(3)9.79(4)見(jiàn)解析【解析】(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50.0Hz的交流電源上，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有1個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)，則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間為t＝2×0.02s＝0.04s，紙帶做自由落體運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)3時(shí)的瞬時(shí)速度等于點(diǎn)2到點(diǎn)4之間的平均速度，由紙帶數(shù)據(jù)可知v3＝x242t＝(3.83＋5(2)作出圖像如圖所示.(3)根據(jù)v＝gt和v－t圖像可知其斜率為重力加速度，則有g(shù)＝2.7－0.350.24m/s(4)需要測(cè)量的物理量：水滴下落的高度h和下落的時(shí)間t.測(cè)量h的方法：用刻度尺測(cè)量水龍頭出水口到地面的高度，多次測(cè)量取平均值.測(cè)量t的方法：調(diào)節(jié)水龍頭閥門，使一滴水開始下落的同時(shí)，恰好聽(tīng)到前一滴水落地時(shí)發(fā)出的清脆聲音.用手機(jī)測(cè)量n滴水下落的總時(shí)間tn，則t＝tn3.“筋膜槍”是利用內(nèi)部電機(jī)帶動(dòng)“槍頭”高頻沖擊肌肉，緩解肌肉酸痛的裝備.某同學(xué)為了測(cè)量“槍頭”的沖擊頻率，如圖甲所示，將帶限位孔的塑料底板固定在墻面上，“槍頭”放在限位孔上方，靠近并正對(duì)紙帶.啟動(dòng)筋膜槍，松開紙帶，讓紙帶在重錘帶動(dòng)下穿過(guò)限位孔，“槍頭”在紙帶上打下一系列點(diǎn)跡.更換紙帶，重復(fù)操作，得到多條紙帶，選取點(diǎn)跡清晰的紙帶并舍去密集點(diǎn)跡，請(qǐng)你完成下列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：(1)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)跡有拖尾現(xiàn)象，他在測(cè)量各點(diǎn)間距時(shí)，以拖尾點(diǎn)跡左側(cè)邊沿為測(cè)量點(diǎn)，如圖乙所示.①紙帶的______(填“左”“右”)端連接重錘；②取重力加速度為9.8m/s2，可算得“槍頭”的沖擊頻率為________Hz，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為________m/s.(計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

(2)該次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因有：A.紙帶與限位孔間有摩擦力B.測(cè)量各點(diǎn)間的距離不精確C.“槍頭”打點(diǎn)瞬間阻礙紙帶的運(yùn)動(dòng)其中最主要的原因是______(填“A”“B”或“C”)，該原因?qū)е聸_擊頻率的測(cè)量值______(填“大于”或“小于”)實(shí)際值.

【答案】(1)左401.5(2)C大于【解析】(1)重物自由落體，速度越來(lái)越大，紙帶點(diǎn)跡間的距離越來(lái)越大，故紙帶的左端連接重錘；由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論逐差法g＝x3＋x4－x1－x24T2，整理得f＝4gx3＋x4－x1(2)該次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差最主要的原因是“槍頭”打點(diǎn)瞬間阻礙紙帶的運(yùn)動(dòng)，故選C；“槍頭”打點(diǎn)瞬間阻礙紙帶的運(yùn)動(dòng)，使重物下落的加速度小于自由落體加速度，故計(jì)算頻率時(shí)，代入的加速度過(guò)大，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏大，故測(cè)量值大于實(shí)際值.綜合提升練習(xí)4.在暗室中用圖中所示的裝置做“測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、有熒光刻度的米尺、頻閃儀.具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：①在漏斗內(nèi)盛滿清水，旋松螺絲夾子，水滴以一定的頻率一滴滴地落下；②用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴照亮，由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率，直到第一次看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴；③用豎直放置的米尺測(cè)得各個(gè)水滴所對(duì)應(yīng)的刻度；④采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理.(1)實(shí)驗(yàn)中看到空間有一串仿佛固定不動(dòng)的水滴時(shí)，頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是：__.

(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到水滴“固定不動(dòng)”時(shí)的閃光頻率為30Hz，某同學(xué)讀出其中比較遠(yuǎn)的水滴到第一個(gè)水滴的距離如圖所示，根據(jù)數(shù)據(jù)測(cè)得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝______m/s2；第8個(gè)水滴此時(shí)的速度v8＝______m/s.(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)

(3)該實(shí)驗(yàn)存在的系統(tǒng)誤差可能有(答出一條即可)：.【答案】見(jiàn)解析【解析】(1)后